Parallel.ForEach怎么在C#项目中使用

Parallel.ForEach怎么在C#项目中使用?针对这个问题,这篇文章详细介绍了相对应的分析和解答,希望可以帮助更多想解决这个问题的小伙伴找到更简单易行的方法。

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int num = 1;
      List list = new List();
      for (int i = 1; i <= 2000; i++)
      {
        list.Add(i);
      }
      Console.WriteLine($"num初始值为:" + num.ToString());
      list.AsParallel().ForAll(n =>
      {
        num++;
      });
      Console.WriteLine($"不加锁,并发{list.Count}次后为:" + num.ToString());
      Console.ReadKey();

这段代码是让一个变量执行2000次自增,正常结果应该是2001,但实际结果如下:

Parallel.ForEach怎么在C#项目中使用

有经验的同学,立马能想到需要加锁了,C#内置了很多锁对象,如lock 互斥锁,Interlocked 内部锁,Monitor 这几个比较常见,lock内部实现其实就是使用了Monitor对象。对变量自增,Interlocked对象提供了,变量自增,自减、或者相加等方法,我们使用自增方法Interlocked.Increment,函数定义为:int Increment(ref int num),该对象提供原子性的变量自增操作,传入目标数值,返回或者ref num都是自增后的结果。 在之前的基础上我们增加一些代码:

num = 1;
      Console.WriteLine($"num初始值为:" + num.ToString());
      list.AsParallel().ForAll(n =>
      {
        Interlocked.Increment(ref num);
      });
      Console.WriteLine($"使用内部锁,并发{list.Count}次后为:" + num.ToString());
      Console.ReadKey();

我们来看运行结果:

Parallel.ForEach怎么在C#项目中使用

加了锁之后ID重复算是解决了,其实别高兴太早,由于正常的环境有了ID我们还有用这些ID来构建对象呢,于是又写了写代码,用集合来添加这些ID,为了更真实的模拟生产环境,我在forAll里面又加了一层循环代码如下:

num = 1;
      Random random = new Random();
      var total = 0;
      var m = new ConcurrentBag();
      list.AsParallel().ForAll(n =>
      {
        var c = random.Next(1, 50);
        Interlocked.Add(ref total, c);
        for (int i = 0; i < c; i++)
        {
          Interlocked.Increment(ref num);
          m.Add(num);
        }
      });
      Console.WriteLine($"使用内部锁,并发+内部循环{list.Count}次后为:" + num.ToString());
      Console.WriteLine($"实际值为:{total + 1}");
      var l = m.GroupBy(n => n).Where(o => o.Count() > 1);
      Console.WriteLine($"并发里面使用安全集合ConcurrentBag添加num,集合重复值:{l.Count()}个");
      Console.ReadKey();

Parallel.ForEach怎么在C#项目中使用

上面的代码里面我用到了线程安全集合ConcurrentBag它的命名空间是:using System.Collections.Concurrent,尽管使用了线程安全集合,但是在并发面前仍然是不安全的,到了这里其实比较郁闷了,自增加锁,安全集合内部应该也使用了锁,但还是重复了。有点说不过去了,想想多线程执行时有个上下文对象,即当多个线程同时执行任务,共享了变量他们一开始传进去的对象数值应该是相同的,由于变量自增时加了锁,所以ID是不会重复了。我猜测问题应该出在Add方法了,就是说当num值自增后还没有来得及传出去就已经执行了Add方法,故添加了重复变量。于是乎,我重新写了段代码,让ID自增和集合添加都放到锁里面:

num = 1;
      total = 0;
      using (var q = new BlockingCollection())
      {
        list.AsParallel().ForAll(n =>
        {
          var c = random.Next(1, 50);
          Interlocked.Add(ref total, c);
          for (int i = 0; i < c; i++)
          {
            
            // Task.Delay(100);
            q.Add(Interlocked.Increment(ref num));
            
            //可控
            //lock (objLock)
            //{
            //  num++;
            //  q.Add(num);
            //}
          }

        });
        q.CompleteAdding();
        Console.WriteLine($"num累计值为:{total},并发之后值为:{num}");
        var x = q.GroupBy(n => n).Where(o => o.Count() > 1);
        Console.WriteLine($"并发使用安全集合BlockingCollection+Interlocked添加num,集合重复值:{x.Count()}个");
        Console.ReadKey();
      }

这里我测试了另外一个线程安全的集合BlockingCollection,关于这个集合的使用请自行查找MSDN文档,上面的关键代码直接添加安全集合的返回值,可以保证集合不会重复,但其实下面的lock更适用与正式环境,因为我们添加的一般都是对象不会是基础类型数值,运行结果如下:

Parallel.ForEach怎么在C#项目中使用

至此,我们的问题解决了,计算时间由原来的9分多降至110秒左右,可见Parallel的处理还是很给力的,唯一不足的是,很占CPU,执行计算后CPU达到了88%。附上计算结果:

Parallel.ForEach怎么在C#项目中使用

优化前后对比

Parallel.ForEach怎么在C#项目中使用

关于Parallel.ForEach怎么在C#项目中使用问题的解答就分享到这里了,希望以上内容可以对大家有一定的帮助,如果你还有很多疑惑没有解开,可以关注创新互联行业资讯频道了解更多相关知识。


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